智能仪器新发展.ppt

VirtualInstrumentation-ComputerBasedInstruments,主讲人：林君,虚拟仪器,主要内容,从智能仪器到虚拟仪器虚拟仪器的特点虚拟仪器的体系虚拟仪器的硬件虚拟仪器的软件虚拟仪器的应用,一、从智能仪器到虚拟仪器,仪器的发展历史,微处理器MPU,程序存储器（ROM）,数据存储器（ROM）,I/O接口,键盘显示接口,标准仪用通信接口,A/D转换器,D/A转换器,键盘,显示,外部仪用标准总线,信号调理,模拟执行器,通信接口,人机接口,模拟量输入输出,被测量,智能仪器的基本结构,基于计算机的仪器系统,虚拟仪器概念最早是由美国国家仪器公司（NationalInstrument）在1986年提出的，但其雏形可以追溯到1981年由美国西北仪器系统公司推出的AppleII为基础的数字存储示波器。这种仪器和个人计算机的概念相适应，当时被称为个人仪器。（PersonalInstrument）。,虚拟仪器概念的提出,1986年，NI公司推出了图形化的虚拟仪器编程环境LabVIEW，标志着虚拟仪器软件设计平台基本成型，虚拟仪器从概念构思变为工程师可实现的具体对象。,VI定义,虚拟仪器(VI-VirtualInstrumentation)是指通过应用程序将通用计算机与功能化硬件结合起来，用户可通过友好的图形界面来操作这台计算机，就像在操作自己定义、自己设计的一台单个仪器一样，从而完成对被测试量的采集、分析、判断、显示、数据存储等。与传统仪器一样，如果忽略它的跨网络的位置透明性，它同样划分为数据采集、数据分析处理、显示结果三大功能模块。,二、虚拟仪器的特点,仪器=A/D+CPU+软件TheSoftwareIsInstruments,VI与传统仪器的比较,虚拟仪器的优势：,丰富和增强了传统仪器的功能。虚拟仪器将信号分析、显示、存储、打印和其他管理集中交由计算机来处理。仪器由用户自己定义。开放的工业标准。虚拟仪器硬件和软件都制定了开放的工业标准，使资源的可重复利用率提高，功能易于扩展，管理规范，生产、维护和开发费用降低。便于构成复杂的测试系统。可通过网络构成复杂的分布式测试系统，进行远程测试、监控、和诊断。可节约仪器购买和维护费用。,三、虚拟仪器的体系,虚拟仪器典型的体系结构,虚拟仪器的分类按接口总线类型不同划分,数据采集卡式DAQRS232/RS485虚拟仪器并行接口虚拟仪器USB虚拟仪器,GPIB虚拟仪器VXI虚拟仪器PXI虚拟仪器IEEE1394接口虚拟仪器,四、虚拟仪器的硬件,自行研制的基于USB总线的数据采集卡,自行研制的Seed-2000PCI总线数据采集卡,自行研制的基于USB的信号发生卡及LCR测试仪,自行研制的嵌入式TCP/IP模块,NI的PCI-GPIB卡,操作系统：DOS,Windows2000/9x/NT最大I/0速度：1.5Mbytes/s（IEEE488.1)7.7Mbytes/s(HS488)尺寸：133x107mm,GPIB产品示例,屏蔽的24芯GPIBcable及定义,NI的DAQ及VXI产品示例,PXI产品,MXI,GPIB,VXIorVME,Stand-aloneInstrument,PXISystem,Modules,Modules,CompactPCI,PXIModulesLinktoOtherStandards,MXI-3,五、虚拟仪器的软件,用LabVIEW开发的虚拟仪器的软面板示例,虚拟数字示波器的软面板,虚拟仪器软件分层结构,软件平台,LabVIEW美国的NI（NationalInstrument）公司开发。LabScene吉林大学智能仪器与测控技术研究所研制开发。其他：LabWindows，VEE等,基于图形的程序,每一个前面板都有一个框图程序与之相对应，它用G语言编写，由节点(Node)、端口和数据连线(Wire)组成。节点：类似硬件中的芯片，执行某些功能的单元，它有四类：功能函数、结构、代码及文本接口节点(CIN)、子VI(SubVI)。端口：类似硬件中的管脚，是数据在前后面板、节点之间传递的通道。有两类端口：控制和指示端口、节点端口。数据连线：它是数据端口之间的数据通道，在线中数据是单向树状流动。,LabVIEW和LabWindows/CVI详细教程可以到或,六、虚拟仪器的应用,虚拟仪器技术应用领域,航空航天教学核工业军工通信测试铁道.,虚拟仪器的实际应用,教学实验（LabVIEW）虚拟调制解调器,教学实验（L